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1、学案18化学与技术专题6选考部分1.资源的开发、利用资源的开发、利用(矿物、海水、废弃物矿物、海水、废弃物)。2.材料的制造、应用材料的制造、应用(表面处理、新型材料的制造表面处理、新型材料的制造)。3.反应原理、条件控制、分离提纯、原料的利用率反应原理、条件控制、分离提纯、原料的利用率、产品产品的纯度。的纯度。高考关键词核心考点回扣高考题型1化工生产流程的综合分析高考题型2化学与资源的开发利用高考题型3化学与材料的制造与优化内容索引 核心考点回扣1.常见的化工生产原理(1)硫 酸 工 业 中 采 取 的 加 快 反 应 速 率 的 措 施 有：_，用氨水法吸收尾气涉及的反应有_、_。升高温度
2、；使用催化剂；粉碎原料，增大与空气的接触面积SO22NH3H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3H2SO4=(NH4)2SO4SO2H2O(2)合成氨工业的原理是_，用焦炭与水可制取原料气发生的反应为_。(3)侯德榜制碱法制取纯碱发生的反应为_、_。NH3CO2H2ONaCl=NH4ClNaHCO32.材料的制造和应用(1)传统的硅酸盐材料包括_、_和_，硅、光导纤维属于_材料。(2)金属的冶炼方法与金属的_有关，铝的冶炼方法为_，原料为_，辅料为_。(3)玻璃钢、陶瓷塑料属于_材料。水泥玻璃陶瓷新型无机非金属活动性电解法氧化铝冰晶石复合3.资源的开发利用(1)含有较多_离子的水称为硬水
3、。硬水加热后产生碳酸盐沉淀的离子方程式为_、_。钙、镁天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是_等，水的净化与软化的区别是_。明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁水的净化是用混凝剂将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子(2)从海水中得到NaCl采用_，把Br转化为Br2的反应为_，把Mg2转化为Mg(OH)2加入的物质是_。(3)石油炼制中的物理方法是_，石油裂化的目的是_，裂解的目的是_；煤的加工方法有_，属于_变化。蒸发法(或盐田法)Cl22Br=Br22Cl石灰乳分馏提高轻质燃料油尤其是汽油的产量获得有机化工基本原料干馏、气化和液化化学4.正误判断，正确的打“”，错误
4、的打“”(1)加入明矾、硫酸铁等物质能净化水质，可使海水变为淡水()(2)阳离子交换膜法电解饱和食盐水往阴极室加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性()(3)接触法制H2SO4时应采用高压条件提高SO2的转化率()(4)工业合成氨时可通过大幅度提高原料气中氮气的比例来提高氢气转化率()(5)复合材料是由基体和增强体两部分组成的，合金是复合材料的一种()(6)炼铁与炼钢都利用了氧化还原反应的原理，炼铁时含铁物质发生氧化反应，炼钢时杂质物质发生还原反应()(7)钢铁制品锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应，因此生铁炼钢时要尽可能完全除去生铁中的碳()(8)线型结构的高分子，可带支链，也不带支
5、链()(9)通过石油蒸馏可获得纯净物汽油()(10)生产、生活中努力实现资源的循环利用，符合节能降耗的宗旨()(11)合成氨的“造气”阶段会产生废气()(12)电解制铝的过程中，作为阳极材料的烟煤不会消耗()真题调研高考题型1化工生产流程的综合分析1.(2015全国卷，36)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系。在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：回答下列问题：(1)步骤中得到的氧化产物是_，溶解温度应控制在6070，原因是_。解析步骤是在硫酸提
6、供的酸性条件下，利用硝酸铵氧化铜，氧化产物为CuSO4。若温度过高硝酸铵会分解，温度过低溶解速度慢，故选用6070这一适宜温度。CuSO4或Cu2温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解(2)写出步骤中主要反应的离子方程式_。(3)步骤包括用pH2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_(写名称)。解析由于水洗后回收硫酸铵，且CuCl可溶于Cl浓度较大的体系，所以用硫酸洗，注意写名称。硫酸(4)上述工艺中，步骤不能省略，理由是_。解析步骤为醇洗，由题给信息“CuCl难溶于醇”和“在潮湿空气中易水解氧化”，可知醇洗的目的有3个，一是洗去表面的可溶性杂质，二是减少产品的溶解损耗，三是洗去表面的残留水，便于
7、快速干燥，防止其水解氧化。醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化(5)步骤、都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有_(填字母)。A.分馏塔B.离心机C.反应釜D.框式压滤机解析由于是进行固液分离，故可用离心机和框式压滤机。BD(6)准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用amolL1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液bmL，反应中Cr2O被还原为Cr3。样品中CuCl的质量分数为_。解析CuCl被FeCl3溶液氧化为Cu2，FeCl3被还原为Fe2，利用K2Cr2O7滴定Fe2，根据电子得失守恒有
8、：CuClFeCl3K2Cr2O7，2.(2015山东理综，32)工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：已知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2(1)中 和 液 所 含 溶 质 除 NaNO2及 少 量 Na2CO3外，还 有_(填化学式)。解析NO2与Na2CO3反应有NaNO3生成。答案NaNO3(2)中和液进行蒸发操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_。蒸发产生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_(填操作名称)最合理。解析中和液进行蒸发操作时，若水的蒸发量大，溶液浓度过
9、大时，NaNO3有可能析出。蒸发产生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的溶碱最合理。防止NaNO3的析出溶碱(3)母液进行转化时加入稀HNO3的目的是_。母液需回收利用，下列处理方法合理的是_。a.转入中和液b.转入结晶操作c.转入转化液d.转入结晶操作解析母液进行转化时加入稀HNO3可将NaNO2氧化为NaNO3。母液中的溶质主要是NaNO3，将其转入转化液或转入结晶操作可以提高产率，所以合理处理的方法选c、d。将NaNO2氧化为NaNO3cd(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为21，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理
10、论用量为_吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。解析1.38吨NaNO2的物质的量为1.38106g69gmol12104mol，则生成的NaNO3物质的量为1104mol，根据Na原 子 守 恒，则 Na2CO3的 理 论 用 量 (21041104)mol106gmol11.59106g1.59吨。1.59核心透析熟悉几种常见的化学工业(1)硫酸工业(2)合成氨工业(3)纯碱工业得分技巧1.常见的工业生产流程的主线和核心规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、三废处理及能量的综合利用等。2.解题思路明确整个流程及每一部分的目的仔细分
11、析每步发生的反应及得到的产物综合基础理论与实际问题思考注意答题模式与要点。3.化工生产中的简单计算(1)元素守恒法：根据某种关键元素的质量守恒，找出关系式，可简化计算过程，方便快捷。(2)常见量的计算公式：原料转化率原料利用率1原料损失率；多步反应的总转化率各步反应转化率的乘积。4.化工生产中的绿色化学中学化学中涉及的化工生产知识渗透绿色化学的观点，具体体现在以下几个方面：(1)节省资源，提高原料转化率和利用率。例如在合成氨工业、硝酸工业、接触法制硫酸、联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作，体现了绿色化学中节省能源的基本原理。(2)尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。例如：氨氧化法制硝
12、酸、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均要有尾气处理或吸收装置。(3)设计新的化学反应条件，降低对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。例如无氰电镀，由乙炔制乙醛，工业生产中使用非汞催化剂。对点模拟考向1化学工业概述1.硫酸是无机“三大强酸”之一，其产量是衡量一个国家无机化工发展水平的重要标志。工业制硫酸的工艺流程如下图：据图回答下列问题：(1)写出用黄铁矿(主要含FeS2)造气的化学反应方程式_。解析煅烧硫铁矿生成氧化铁和二氧化硫。(2)写出A、B物质的名称：A_，B_。解析吸收塔中得到的是发烟硫酸(A)；工业上用98%的浓硫酸(B)吸收SO3。发烟硫酸98%的浓硫酸(3)催化氧化之前对SO
13、2和空气的混合气体进行净化、干燥的目的是_，选用B进入吸收塔吸收SO3的优点是_。解析混合气体如果不进行净化就进入催化反应室，会使催化剂中毒；用水吸收三氧化硫会形成酸雾，不利于三氧化硫的吸收，所以工业上用98%的浓硫酸吸收。除去混合气体中的有害杂质，防止催化剂中毒及防止形成酸雾腐蚀管道及设备避免形成酸雾并提高吸收率(4)SO2的催化氧化是一个可逆反应，采取适宜的反应条件有利于生产的进行。实际生产中，下列哪些生产条件或措施考虑到了平衡移动原理_(填字母)。A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎B.使用V2O5作催化剂C.催化反应室中温度选择400500D.净化后的炉气中要有过量的空气E.催化氧化在常压下进
14、行F.将尾气中的SO2循环利用解析矿石加入沸腾炉之前先粉碎、使用V2O5作催化剂都是为了加快反应速率，与平衡移动无关，A、B错误；催化反应室中温度选择400500而不能过高，是因为合成三氧化硫的反应是放热反应，温度过高不利于二氧化硫的转化，C正确；净化后的炉气中空气过量有利于平衡：2SO2O22SO3正向移动，提高二氧化硫的转化率，D正确；催化氧化在常压下进行，是因为在常压下二氧化硫的转化率已经相当高，如果增大压强会加大生产成本，与平衡移动无关，E错误；将尾气中的SO2循环利用是为了节省原料，F错误。答案CD(5)某硫酸工厂每天消耗黄铁矿石(含FeS2质量分数60%)20吨，生产中三阶段的转化
15、率依次为98%、95%、98%，则该工厂一天能生产B的质量为_吨。解析根据S元素守恒，得：FeS22H2SO4，设可制得98%的硫酸x吨，则有：FeS22H2SO41202982060%98%95%98%x98%则可得x18.25。18.252.技术的发展与创新永无止境，我国化学家侯德榜改进国外的的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：(1)向沉淀池中通入CO2和氨气，应先通入_(填化学式)，原因是_。解析向沉淀池中先通入氨气，使溶液显碱性，有利于CO2的吸收。NH3CO2溶解度较小，而NH3易溶于水，先通NH3有利于CO2的吸收(2)沉淀池中发生反应的化学方程式是_。解析母液中的溶质主要是副
16、产品NH4Cl，通氨气或加入细小食盐颗粒都可使NH4Cl的溶解平衡向结晶方向移动。NH3CO2NaClH2O=NaHCO3NH4Cl(3)母液中的溶质主要是_。向母液中通氨气或加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通入氨气的作用是_。NH4Cl(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是因为设计了循环_(填“”或“”)，物质X是_(填化学式)，从沉淀池中获取沉淀的操作是_。解析采取循环操作可提高原料NaCl的利用率。CO2过滤(5)写出煅烧炉中发生反应的化学方程式：_。(6)上述流程制得的产品碳酸钠中可能含有的杂质是_(填化学式)，为检验该杂质的存在，具体实验操作是_。NaCl取少量
17、产品溶解，滴加用稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，说明含有NaCl杂质3.水银法是氯碱工业常采用的一种方法，其电解食盐水的原理示意图如图所示。在电解槽中，以汞为阴极，金属钛为阳极。已知Na在汞阴极上放电并析出金属钠，钠与汞反应生成钠汞齐合金并进入解汞槽。请回答下列问题：(1)气体A是_(写名称)，产生气体B的电极反应式是_。(2)溶液C的溶质是_，解汞槽中发生反应的化学方程式是_。(3)该方法中能循环使用的物质是_(只需写出一种)。氢气2Cl2e=Cl2NaOH2Na2H2O=2NaOHH2汞(或氯化钠)(4)氯碱生产常用方法的比较见下表：项目隔膜法离子膜法 水银法氢氧化钠的质
18、量分数为50%的烧碱溶液中氯化钠的含量/%1.01.20.0050.005电解液中NaOH的质量分数/%101132334550总耗能/kWht1(不包含蒸发能耗)326026453205结合表中数据回答，与离子膜法相比，水银法的优点是_；水银法也有明显的不足，从生产中所用材料来看主要是_。烧碱纯度高，质量好汞容易造成环境污染考向2化工流程的分析4.(2014新 课 标 全 国 卷，36)磷 矿 石 主 要 以 磷 酸 钙Ca3(PO4)2H2O和磷灰石Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况。其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备
19、磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。部分物质的相关性质如下：熔点/沸点/备注白磷44280.5PH3133.887.8难溶于水，有还原性SiF49086易水解回答下列问题：(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的_%。解析4%96%85%80%69%。答案69(2)以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为_。现有1t折合含有P2O5约30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸_t。解析Ca5F(PO4)35H2SO4=5CaSO4HF3H3PO4，依据P元素守恒：生成磷酸的量为130%14229885%0.49t。Ca5
20、F(PO4)35H2SO4=5CaSO4HF3H3PO40.49(3)如图(b)所示，热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是_(填化学式)。冷凝塔1的主要沉积物是_，冷凝塔2的主要沉积物是_。解析炉渣主要成分是CaSiO3，冷凝塔1的主要沉积物是液态白磷，冷凝塔2的主要沉积物是固态白磷。CaSiO3液态白磷固态白磷(4)尾气中主要含有_，还含有少量的PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液，可除去_；再通入次氯酸钠溶液，可除去_。(均填化学式)解析尾气主要含有CO、SiF4，还含有少量PH3、H2S和HF等。通过碱液可以除去SiF4、
21、HF、H2S，再通入NaClO溶液可以除去PH3。CO、SiF4SiF4、H2S、HFPH3(5)相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是_。解析热法磷酸工艺的优点是产品纯度高。产品纯度高5.某工厂用软锰矿(含MnO2约70%及Al2O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)共同生产MnO2和Zn(干电池原料)。已知：A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。中电解方程式为MnSO4ZnSO42H2OMnO2Zn2H2SO4。(1)A中属于还原产物的是_。解析MnO2中Mn元素化合价为4价，MnSO4中化合价2价，化合价降低，所以MnSO4为还原产物
22、。MnSO4(2)加入MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是_。需要加热的原因是_。C的化学式是_。解析加入MnCO3、Zn2(OH)2CO3，可与H反应，降低H浓度，促进Al3、Fe3的水解，生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，加热可促进Fe3、Al3的水解。增大溶液的pH，使Fe3和Al3生成沉淀使形成的氢氧化铝和氢氧化铁胶体也生成沉淀H2SO4(3)该生产中除得到MnO2和Zn以外，还可得到的副产品是_。解析电解得到MnO2、Zn。在中回收S，在中回收Fe2O3、Al2O3。Fe2O3、Al2O3、S(4)如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是_。解析在该生产过程中
23、，H2SO4、Na2CO3均需购买。纯碱、H2SO4(5)要从Na2SO4溶液中得到芒硝(Na2SO410H2O)，需进行的操作有蒸发浓缩、_、过滤、洗涤、干燥等。解析因含有结晶水，所以应采取降温(冷却)结晶的方法。降温(冷却)结晶(6)从生产MnO2和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿的质量比大约是_。1.03(或1)高考题型2化学与资源的开发利用真题调研1.(2015海南，20改编)下列有关海水综合利用的说法正确的是()A.电解饱和食盐水可制得金属钠B.海带提碘只涉及物理变化C.海水提溴没有涉及到氧化还原反应D.海水提镁涉及到复分解反应解析A项，电解饱和食盐水的产物为氢氧化钠、氢气和氯气，不可
24、能制得金属钠，错误；B项，海带中的碘元素以碘离子的形式存在，海带提取碘涉及化学变化，错误；C项，海水的溴元素以化合态形式存在，从海水提取溴涉及到氧化还原反应，错误；D项，浓缩的海水中加入生石灰与水反应生成Ca(OH)2得到Mg(OH)2沉淀，Mg(OH)2又与盐酸发生复分解反应Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O，故海水提取镁涉及到复分解反应，正确。故选D。答案D2.(2014新课标全国卷，36)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。回答下列问题：(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设
25、想和做法可行的是_(填序号)。用混凝法获取淡水 提高部分产品的质量优化提取产品的品种改进钾、溴、镁等的提取工艺解析将海水经过处理得到淡水和浓海水，这是综合利用海水的重要途径之一，从而可以提高部分产品的质量，优化提取产品的品种，改进钾、溴、镁等的提取工艺。答案(2)采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br2，并用纯碱吸收，碱 吸 收 溴 的 主 要 反 应 是 Br2 Na2CO3 H2ONaBrNaBrO3NaHCO3，吸收1 mol Br2时，转移的电子数为_mol。解析根据反应原理，将方程式配平：3Br26Na2CO33H2O=5NaBrNaBrO36NaHCO3。每3molBr2被吸收时转移5
26、mol电子，则吸收1molBr2转移mol电子。(3)海水提镁的一段工艺流程如下图：浓海水的主要成分如下：离子NaMg2ClSO浓度/(gL1)63.728.8144.646.4该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为_，产品2的化学式为_，1L浓海水最多可得到产品2的质量为_g。解析工艺流程中，脱硫加入的是得到产品2过程中过滤时的滤液，而此滤液中所含的能够脱硫的离子来源于合成步骤中的石灰乳，故脱硫阶段的主要离子方程式为Ca2SO=CaSO4；而产品2是由加入石灰乳之后得到的沉淀得来的，即Mg2Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2，故产品2为Mg(OH)2；1L浓海水中Mg2为28.8g，
27、故可得到产品2即Mg(OH)2的质量为58gmol169.6g。(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为_；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式_。解析电解熔融MgCl2会得到Mg和Cl2，故化学方程式为MgCl2MgCl2。因为Mg会与H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，故水存在会造成产品Mg的消耗，有关反应的化学方程式为Mg2H2O Mg(OH)2H2。3.(2014山东理综，32)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3)生产重铬酸钾(K2Cr2O7)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：(1)由 N
28、a2Cr2O7生 产 K2Cr2O7的 化 学 方 程 式 为_。通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是_。(2)向 Na2Cr2O7母 液 中 加 碱 液 调 pH的 目 的 是_。解析Na2Cr2O7结晶后的母液中含有Fe3，加碱液调节pH4，目的就是要以Fe(OH)3的形式除去Fe3，则过滤后得到纯的Na2Cr2O7(母液)；加入KCl并加热至沸腾，冷却结晶得到K2Cr2O7，反应方程式为Na2Cr2O72KCl=K2Cr2O72NaCl；通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随着温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小。答案(1)Na2
29、Cr2O72KCl=K2Cr2O72NaCl低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小(答案合理即可)(2)除去Fe3(3)固 体 A主 要 为 _(填 化 学 式)。固 体 B主 要 为_(填化学式)。解析母液中含有K2Cr2O7和NaCl，蒸发浓缩得到的固体A是NaCl，因为高温下K2Cr2O7的溶解度大；母液中的主要成分是K2Cr2O7，冷却结晶得到的固体B是K2Cr2O7。NaClK2Cr2O7(4)用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液_(填“”“”或“”)中，既能提高产率又可使能耗最低。解析固体A表面附着K2Cr2O7，应将洗涤液转移到母
30、液中，这样，既能提高产率(回收了K2Cr2O7)，又可使能耗降低。核心透析1.常见水处理方法归纳(1)天然水的净化混凝法常见混凝剂：明矾、聚合铝、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。混凝法净水流程：混凝沉淀过滤杀菌。注意：明矾净水是把水中悬浮的杂质，通过胶体的聚沉作用，使浑水变清水，而漂白粉、氯气、臭氧所起的作用是杀菌消毒。(2)硬水的软化加热法、药剂法、离子交换法加热法只能软化Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的暂时硬度的水，常见的考查形式是化学方程式的书写。药剂法：常用药剂Na2CO3和CaO等，药剂法软化硬水必须注意加入试剂的先后顺序。离子交换法注意硬水软化只是除去水中的Ca2、Mg2，
31、水中电解质的浓度可能不减小，如用离子交换树脂NaR进行硬水软化，最后水中Ca2、Mg2浓度减小，但Na浓度增大；而海水淡化是降低海水中电解质的浓度。2.海水的综合利用(1)海水淡化蒸馏法、电渗法、膜分离(反渗)法等。(2)从海水中提取矿物质最重要的一步就是矿物质的富集。3.化石燃料的开发利用正确区分以下“三组概念”(1)分馏和干馏的本质区别分馏是对石油固有的成分的分离，是物理变化；干馏是对煤隔绝空气加强热分解得到新产物，是化学变化。(2)煤和木炭、焦炭组成成分不同煤是以碳元素为主的复杂有机物和无机物组成的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳单质。(3)天然气和焦炉气不同天然气是一种化石燃料，它蕴藏
32、在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其含有CH4、C2H6、C3H8等小分子烷烃，主要成分是CH4，它既是一种重要的能源，又是一种重要的工业资源。焦炉气是煤干馏所得产物之一，其主要成分是H2、CH4、CO、C2H4等，它也是重要的气体燃料和化工原料。对点模拟考向1海水资源的综合利用1.海水占地球总储水量的97.2%。若把海水淡化和化工生产结合起来，既能解决淡水资源缺乏的问题，又能充分利用海洋资源。(1)天然海水的pH约为8，原因是海水中_的水解。(2)就目前技术而言，结合能源节约等问题，下列适用于“海水淡化”的技术是_(填字母)。A.蒸馏法B.电渗析法C.冷结法D.离子交换法E.反渗透法解析蒸
33、馏法、电渗析法消耗能量，不适用于海水淡化。CDE(3)海水晒盐利用的原理是_；分离出食盐晶体后的母液中含有_，经过分离、提纯后，可用于_。解析海水晒盐的原理是蒸发结晶，分离食盐晶体后的母液中含有KCl、MgCl2。蒸发结晶KCl、MgCl2等工业上冶炼金属钾和镁(4)海水提镁过程中，与石灰窑和盐酸厂有着紧密的联系，试 说 明 海 水 提 镁 与 盐 酸 厂 之 间 的 必 然 联 系_。解析盐酸厂为溶解氢氧化镁提供盐酸；电解氯化镁制镁的过程中得到氯气，为盐酸厂提供原料。盐酸厂为溶解氢氧化镁提供盐酸；电解氯化镁制镁的过程中得到氯气，为盐酸厂提供原料(5)利用氯碱工业产生的氢气和氯气可以将粗硅制成
34、高纯硅，写出发生反应的化学方程式：_、_。2.海水中蕴藏的元素高达80多种，是人类财富的重要集散地。如图是从海水中提取溴、镁的工艺流程图：请回答下列问题：(1)写出海水淡化的一种方法：_。解析海水淡化最古老的方法是蒸馏法，新的方法有电渗析法、离子交换法等。离子交换法(答案合理即可)(2)地球上99%以上的溴元素存在于海洋中，资料显示海水中溴的含量约为66mgL1。上图中制备溴涉及步骤、，分 别 写 出 步 骤 和 步 骤 中 反 应 的 离 子 方 程 式：_、_。解析步骤是卤水中的Br被Cl2氧化，生成单质溴；步骤是单质溴在碳酸钠溶液中发生氧化还原反应，生成Br和BrO；步骤是Br与BrO在
35、酸性条件下发生氧化还原反应生成Br2。2BrCl2=2ClBr2(3)制 备 镁 的 工 艺 中，从 卤 水 到 MgCl2(aq)经 历 了 Mg2Mg(OH)2Mg2的过程，生成Mg(OH)2的过程看似多余，其实该过程的作用是_；步骤实际上电解的物质是_(要 求 注 明 物 质 状 态)，阳 极 反 应 式 为_。解析海水中Mg2浓度极稀，而且杂质离子较多，故采用加入廉价的熟石灰的方法，使其富集，然后酸化即得到较高浓度的MgCl2溶液；步骤实际上电解的是熔融的MgCl2，阴极得到Mg，阳极得到氯气。富集Mg22Cl2e=Cl2熔融MgCl2考向2化石燃料的综合利用3.煤是重要的能源，也是化
36、工生产的重要原料。(1)煤是工业上获得_烃的重要来源。解析煤的干馏可以得到苯、甲苯等芳香烃。芳香(2)煤的干馏得到的气态产品为_，其主要成分为_。解析煤的干馏产品中固体为焦炭，液体为煤焦油，气体为焦炉气，焦炉气的主要成分为CH4、H2、C2H4、CO。焦炉气CH4、H2、C2H4、CO(3)煤的氢化可以将煤转化为燃油，氢化的本质是_。解析煤氢化的本质是增加煤中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值。增加煤中氢元素含量，提高氢原子数与碳原子数的比值(4)烟气净化技术主要是指对煤燃烧的废气进行_、_和 _处 理，从 而 减 少 _、_和_的排放。解析烟气净化技术主要是指对煤燃烧的废气进行除尘、脱
37、硫和去氮处理，从而减少烟尘，二氧化硫和氮氧化物的排放。除尘脱硫去氮烟尘二氧化硫氮氧化物4.煤是重要的能源，也是化工生产的重要原料。(1)煤燃烧产生的废气直接排放到空气中，可能导致的环境污染问题是_。解析煤燃烧产生大量的烟尘和SO2，其中烟尘会造成粉尘污染，SO2会形成酸雨。酸雨、粉尘污染(答出一项即可)(2)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的流程示意图：废气脱硫过程中，主要反应的化学方程式为_、_；解析脱硫过程中主要发生两个反应：SO2转化为CaSO3，CaSO3转化为CaSO4，化学方程式分别为SO2CaCO3CaSO3CO2、2CaSO3O2=2CaSO4；2CaSO3O2=2CaSO
38、4在煤中直接添加一种物质，可有效减少煤燃烧产生的SO2，该物质是_(写出一种即可)；解析向煤中加入CaCO3、CaO或Ca(OH)2，可吸收煤燃烧产生的SO2，使其最终转化为CaSO4；CaCO3、CaO或Ca(OH)2(填一种即可)石膏在工业生产中的用途是_(写出一种用途即可)。解析石膏广泛应用于医疗、建筑等行业。作医用材料、建筑材料等(填一种即可)(3)煤经过_(填加工方法)可以得到焦炉气、煤焦油和焦炭。煤焦油经过_(填加工方法)可得到芳香族化合物。解析煤经干馏可得到焦炭、煤焦油和焦炉气，煤焦油经分馏后可得苯、二甲苯等芳香族化合物。干馏分馏考向3工业“三废”的综合利用5.废旧硬质合金刀具中
39、含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：(1)电解时废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为_。解析电解时，阴极：2H2e=H2，阳极：Fe2e=Fe2(很少)、Co2e=Co2，当Co、Fe被充分电解后，剩余的为WC。2H2e=H2(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是_。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的_。解析由于2Fe22HH2O2=2Fe32H2O，通入NH3，控 制 pH值，使 Fe3生 成 Fe(OH)3沉 淀，所 以 滤 饼 为Fe(OH)3。由于Fe(OH)3表面会附着Co2，所以
40、通过回收洗涤液，可以回收利用Co2。Fe(OH)3Co2(或Co)(3)溶液的主要成分是_。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是_。解析根据后续流程中的CoC2O4，加入(NH4)2C2O4后，发生的反应为CoCl2(NH4)2C2O4=2NH4ClCoC2O4，所以溶液的主要成分为NH4Cl。过滤得到的CoC2O4中会含有NH4Cl，加热焙烧时NH4Cl分解，生成NH3、HCl逸出，所以对产品纯度不会造成影响，但NH3、HCl会污染环境。NH4Cl焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为_。6.最近，我
41、国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。具体生产流程如图所示：请回答下列问题：(1)操作a的名称是_，实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有_；在实验室中操作b的名称是_。(2)在装置a中还生成两种酸式盐，它们的化学式分别是_。(3)依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是_(结晶水部分不写)。过滤铁架台(含铁圈)、滤纸蒸发浓缩、冷却结晶NH4H2PO4、(NH4)2HPO4CaSO4(4)“热交换器”是利用“废热”预热_，除 此 之 外 还 可 利 用 硫 酸 工 业 的“废 热”_。(5)SO3在_(填设备名称)中用_吸收转化为发烟硫酸。参与反应的SO2和O2
42、发电(其他合理答案均可)吸收塔98%的硫酸高考题型3化学与材料的制造与优化真题调研1.(2015福建理综，6)下列制作铅笔的材料与相应工业不对应的是()A.橡皮擦橡胶工业B.铝合金片冶金工业C.铅笔芯电镀工业D.铅笔漆涂料工业解析A项，橡皮擦的原料是橡胶，属于橡胶工业制品，正确；B项，铝合金片的材料是金属，涉及金属的冶炼，与冶金工业有关，正确；C项，铅笔芯的主要原料是石墨，其制造与电镀工业无关，错误；D项，铅笔杆外边刷的油漆属于涂料，与涂料工业有关，正确。答案C2.(2015海南，20)铁在自然界分布广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用。回答下列问题：(1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的高炉
43、如图(a)所示。原料中除铁矿石和焦炭外还有_。除去铁矿石中脉石(主要 成 分 为 SiO2)的 化 学 反 应 方 程 式 为 _、_；高 炉 排 出 气 体 的 主 要 成 分 有 N2、CO2和_(填化学式)。解析用铁矿石冶炼生铁的原料中除铁矿石和焦炭外，还需石灰石，用以除去铁矿石中的脉石(主要成分为二氧化硅)，化学反应方程式为CaCO3CaOCO2，CaOSiO2CaSiO3；高炉排出气体的主要成分为N2、CO2和CO等。(2)已知：Fe2O3(s)3C(s)=2Fe(s)3CO(g)H494kJmol1H283kJmol1H110kJmol1则反应Fe2O3(s)3C(s)O2(g)=
44、2Fe(s)3CO2(g)的H_kJmol1。理论上反应_放出的热量足以供给反应_所需要的热量(填上述方程式序号)。解析由题中已知的三个热化学方程式：Fe2O3(s)3C(s)=2Fe(s)3CO(g)H494kJmol1H283kJmol1H110kJmol1根据盖斯定律：3得反应：答案355(3)有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图(b)所示，其中，还原竖炉相当于高炉的_部分，主要反应的化学方程式为_；熔融造气炉相当于高炉的_部分。解析分析流程图中可知“二步熔融还原法”炼铁工艺中，还原竖炉相当于高炉的炉腰部分，主要反应的化学方程式为3COFe2O32Fe3CO2；熔融造气炉相当
45、于高炉的炉腹部分。炉身炉腹(4)铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有SO2污染空气，脱SO2的方法是_。解析脱SO2的方法是用碱液吸收(氢氧化钠溶液或氨水等)。用碱液吸收(氢氧化钠溶液或氨水等)3.(2013海南，20)硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下列问题：(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是_。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有_。含有硅、碳的铁合金(或硅铁)石英砂、纯碱和石灰石(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上
46、提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：发生的主要反应电弧炉SiO22CSi2CO流化床反应器Si3HClSiHCl3H2还原炉SiHCl3H2Si3HCl用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为_；碳化硅又称_，其晶体结构与_相似。在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的 主 要 工 艺 操 作 依 次 是 沉 降、冷 凝 和_。物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸点/235557.631.88.230.4 84
47、.9 111.9SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为_。解析比较SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl的沸点，可得常温下SiHCl3、SiCl4为液体，SiH2Cl2、SiH3Cl为气体，沉降除去产物中的固体后，冷凝得到SiHCl3、SiCl4的混合液体，用蒸馏法可分离二者。精馏(或蒸馏)H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是_。H2、HCl核心透析1.炼铁、炼铝比较炼铁炼铝原理在高温下用还原剂将铁从其氧化物中还原出来电解熔融的氧化铝阳极：6O212e=3O2阴极：4Al312e=4Al原料铁矿石、焦炭、石灰石和空
48、气冰晶石(Na3AlF6)、氧化铝设备炼铁高炉电解槽主要化学反应Fe2O33CO2Fe3CO22Al2O34Al3O22.无机非金属材料对点模拟考向1金属冶炼及材料的优化1.联合钢铁工业利用铁矿石炼钢的基本生产流程示意图如下：请回答下列问题：(1)工业上冶炼生铁的设备A的名称是_，设备B的名称是_。(2)高炉炼铁中焦炭的作用是_，发生反应的化学方程式为_。高炉炼钢炉提供热量和生成还原剂(3)炼铁时需要用到石灰石，其作用是_，发生反应的化学方程式为_。(4)利 用 赤 铁 矿 冶 炼 铁 的 反 应 方 程 式 为_，发生在设备A的_部分。作熔剂，除脉石，形成炉渣炉身(5)工业炼钢时用纯氧而不用
49、空气的原因是_。(6)炼钢过程中添加合金材料的作用是_。使反应更加剧烈，并获得更多的热量作脱氧剂，调整钢水的成分2.铝是一种重要的金属材料，铝合金大量用于飞机和其他构件的制造。19世纪曾用电解熔融Al2O3的方法制备金属铝，当时铝由于价格昂贵而只被贵族用作装饰品。现代工业中是通过在1000左右的高温下电解Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的熔融液制备铝的。请回答下列问题：(1)以现代工业方法制备的铝价格下降的可能原因是_。纯氧化铝熔点很高，加入Na3AlF6后由于形成共熔体使其熔点大大降低，从而使制备铝的成本降低(2)电解NaClAlCl3熔融液制备铝比电解Al2O3Na3AlF6的熔融液制
50、备铝节省电能约30%，推测现在仍用后一种方法制备铝的主要原因是_。由于AlCl3没有天然矿藏，制备AlCl3仍需要大量电能(3)由熔盐电解法获得的粗铝中含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：(注：NaCl熔点为801；AlCl3在181升华)精炼前，需清除坩埚内的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，铝与氧化铁反应的化学方程式为_。将Cl2连续通入粗铝熔体中，杂质随气泡上浮除去。气泡的成分有_；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在的物质为_。解析由于粗铝中含有氢气，因此在加热条件下气